[發明專利]一種快速測量牛頓環中心應力的方法

有效

• 申請號: 201910934683.0
• 申請日: 2019-09-29
• 公開（公告）號: CN110657909B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 郭長立;黃璋;韓湖斌
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01M11/00;G01B11/255
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 涂秀清

本發明公開了一種快速測量牛頓環中心應力的方法，在讀數顯微鏡目鏡處安裝攝像頭，攝像頭連接有計算機，具體為：調節螺絲給平凸透鏡施加中心應力P，保持應力不變，調整牛頓環測量裝置，獲取該應力下的牛頓環干涉圖像；標準牛頓環的標定；獲得圖像單位像素對應的實際長度值L₀；步驟4，利用步驟3計算的圖像單位像素對應的實際長度值L₀，測量牛頓環光干涉圖像中心黑斑半徑r；調節不同的應力值獲取牛頓環干涉圖像，得到不同應力P_i情況下牛頓環干涉圖像中心黑斑的半徑；根據r_i計算牛頓環中心應力測量值P_i。本發明一種快速測量牛頓環中心應力的方法，解決了現有技術中存在的牛頓環中心應力測量過程復雜的問題。

技術領域

本發明屬于光學設備技術領域，涉及一種快速測量牛頓環中心應力的方法。

背景技術

玻璃內存在應力時，加工好的光學零件表面會隨時間而慢慢變形，嚴重影響成像質量。應力分布不均勻還會引起光學均勻性質量降低，使折射率分布不一致。這些都會使經過光學平板玻璃的波面發生變形，使圖像質量變壞。所以應力的大小是光學平板玻璃光學性能的重要指標之一。本課題組先前在牛頓環中心應力的測量過程中，黑斑直徑或半徑觀察和測量數據是通過讀數顯微鏡來實現的(中國專利《一種基于光干涉法測玻璃體應力的測量方法》，申請號為：201410625224.1，公告號：CN104374501B，公告日：2016-09-28)，長期測量容易造成操作者視力疲勞，讀數出現誤差，從而影響測量結果，因此在測量精度上具有一定的局限性。且其用小撓度薄平板理論推導應力公式，與牛頓環實際受力的力學模型差距較大，其假設牛頓環中心為點接觸，實際情況則是，在施加應力后，牛頓環光學平板玻璃和平凸透鏡接觸的問題會變成面接觸而不是點接觸，使得原測量方法存在原理性誤差。

現有的牛頓環應力測量裝置(專利名稱為：《一種牛頓環應力測量裝置》，申請號為：201610247746.1，公告號：CN105865686B，公告日：2018-04-03，)，可以精確測量由于螺絲松緊造成的玻璃體發生形變時受到的應力，但不能進行圖像采集以及圖像處理，且其是通過應力傳感器直接測量應力。

本發明基于上述問題提出了一種快速測量牛頓環中心應力的方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種快速測量牛頓環中心應力的方法，解決了現有技術中存在的牛頓環中心應力測量過程復雜的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種快速測量牛頓環中心應力的方法，在一種牛頓環應力測量裝置的讀數顯微鏡目鏡處安裝攝像頭，攝像頭連接有計算機，具體按照以下步驟實施：

步驟1，在彈性范圍內，調節螺絲給平凸透鏡施加中心應力P；

步驟2，保持步驟1中的應力不變，利用鈉光源發出鈉光，鈉光經45°反射鏡反射后垂直入射到平凸透鏡上，通過攝像頭獲取讀數顯微鏡目鏡處的該應力下的牛頓環干涉圖像，并將圖像傳輸給計算機；

步驟3，通過標準牛頓環的標定，獲得圖像單位像素對應的實際長度值L₀；

步驟4，利用步驟3計算的圖像單位像素對應的實際長度值L₀，測量牛頓環光干涉圖像中心黑斑半徑r；

步驟5，重復步驟1、2、4，得到不同應力P_i情況下牛頓環干涉圖像中心黑斑的半徑r_i(i＝1，2，…，n)；

步驟6，根據步驟5得到不同應力P_i情況下牛頓環干涉圖像中心黑斑的半徑r_i(i＝1，2，…，n)，計算得到牛頓環中心應力測量值P_i(i＝1，2，…，n)：